บทที่ 4 ระบบเครือข่ายและการสื่อสาร

4.1 บทบาทของการสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
     การติดต่อสื่อสารเป็นการพูดคุยหรือส่งข่าวสารกันของมนุษย์ ซึ่งอาจเป็นการแสดงออกด้วยท่าทาง การใช้ภาษาพูดหรือผ่านทางตัวอักษร โดยส่วนใหญ่เป็นการสื่อสารในระยะใกล้ ต่อมาเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้นมีการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับใช้ในการสื่อสาร ทำให้สามารถสื่อสารได้ในระยะไกลและสะดวกรวดเร็วมากขึ้น เช่น โทรเลข โทรศัพท์ และโทรสาร 
    สำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์หลายเครื่องในเวลาเดียวกันที่เรียกว่า ระบบเครือข่าย (network system) มีการพัฒนาให้ดีขึ้นเป็นลำดับ จากในอดีตการใช้งานคอมพิวเตอร์จะเป็นคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ เช่น เมนเฟรม การใช้งานจะมีการเชื่อมต่อไปยังเครื่องปลายทางหรือเทอร์มินัล(terminal)หลายเครื่อง ซึ่งถือได้ว่าเป็นการติดต่อสื่อสารระว่างคอมพิวเตอร์กับเทอร์มินัลในยุคแรก

รูปที่ 4.1 เมนเฟรมและเทอร์มินัล

      ต่อมาเมื่อมีการพัฒนาไมโครคอมพิวเตอร์หรือพีซี ซึ่งมีขีดความสามารถในด้านความเร็วการทำงานสุงขึ้น และมีราคาต่ำลงมากเมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ ทำให้การใช้งานแพร่หลายมากยิ่งขึ้น และมีความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นเข้าด้วยกัน และได้มีการกำหนดมาตรฐานกลางที่ใช้ในการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ที่มาจากผู้ผลิตต่างกัน ให้สามารถติดต่อถึงกันได้ เกิดการใช้งานระบบเครือข่ายที่ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการทำงาน เช่น การโอนย้ายข้อมุลระหว่างกัน หรือการใช้ทรัพยากรร่วมกัน ทำให้เกิดความสะดวกและรวดเร็วในการใช้งานเพิ่มขึ้น 
      ลักษณะของเครือข่ายจึงเริ่มจากจุดเล็กๆ เช่น ระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนแผงวงจรเดียวกัน ไปจนถึงระบบที่ ทำงานร่วมกันในห้องทำงาน ในอาคาร ระหว่างอาคาร  ระหว่างสถาบัน ระหว่างเมือง ระหว่างประเทศ

รูปที่ 4.2 .ลักษณะเครือข่ายที่กระจายไปทั่วโลก

     ปัจจุบันการใช้งานคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ในการคำนวณและเก็บข้อมูล รวมถึงการสื่อสารข้อมูลการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น ระบบสำนักงานที่เรียกว่า ระบบสำนักงานอัตโนมัติ(office automation) ระบบดังกล่าวนี้มักเรียกย่อกันสั้นๆ ว่า โอเอ(OA) เป็นระบบที่ใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ ซอฟต์แวร์ประยุกตืและระบบเครือข่าย มาช่วยในการทำงานที่เกี่ยวกับเอกสาร  การโอนย้ายแลกเปลี่ยนไฟล์ การควบคุมเอกสารและส่งเอกสารไปยังหน่วยงานต่างๆที่เกี่ยวข้อง และการส่งไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์ ผุ้ใช้งานอาจอยู่ภายในอาคารเดียวกันหรือยุ่คนละเมืองก็ได้ การส่งข้อมุลข่าวสารเช่นนี้ต้องอาศัยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายประเภทที่สามารถเชื่อมต่อและทำงานร่วมกัน โดยผ่านสื่อกลางในการส่งผ่านข้อมูล 
      นอกจากนี้ยังมีการกระจายฐานข้อมูลความรู้ต่างๆไว้ผ่านระบบเครือข่าย  เช่น ฐานข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม ฐานข้อมูลงานวิจัย ฐานข้อมูลทางเศรษฐกิจ ฐานข้อมูลของสินค้าเครื่องอุปโภคบริโภค ในมหาวิทยาลัยอาจมีข้อมูลเกี่ยวกับหนังสือและตำราวิชาการ หากผู้ใช้ต้องการข้อมูลใดก็สามารถติดต่อมายังศูนย์บริการข้อมูลนั้น การติดต่อจะผ่านเครือข่าย คอมพิวเตอร์ ทำให้การได้รับข้อมูลเป็นไปอย่างรวดเร็ว

รูป 4.3 ตัวอย่างฐานข้อมูลความรู้ผ่านระบบเครือข่าย

การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ก่อให้เกิดประโยชน์ดังนี้
1. สะดวกในการแบ่งปันข้อมูล 
ปัจจุบันมีข้อมูลจำนวนมากสามารถถูกส่งผ่านเครือข่ายการสื่อสารได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว เช่น การส่งข้อมุลผ่านเครือข่ายโทรศัพท์ระบบดีเอสแอล (Digital Subscriber Line :DSL) ถ้าส่งด้วยอัตราเร็ว 2 Mbps หรือประมาณ 256 kb/s จะส่งข้อมูลจำนวน 200 หน้าได้ในเวลาน้อยกว่า 10 วินาที
2. ความถูกต้องของข้อมูล 
การรับส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ผ่านเครือข่ายการสื่อสารเป็นการส่งแบบดิจิทัล ซึ่งระบบการสื่อสารจะมีการตรวจสอบความถูกต้องของขั้อมูลที่ส่งและแก้ไขข้อมูลที่ผิดพลาดให้ถูกต้องได้โดยอัตโนมัติ ดังนั้นการสื่อสารข้อมุลจึงมีความเชื่อถือได้สูง 
3. ความเร็วในการรับส่งข้อมูล 
การใช้คอมพิวเตอร์ในการส่งข้อมูลหรือค้นหาข้อมุลจกาฐานข้อมุลขนาดใหญ่ทำได้อย่างรวดเร็ว เนื่องสัญญาณทางไฟฟ้าเดินทางด้วยความเร็วใกล้เคียงความเร็วแสง เช่น การดูภาพยนตร์ หรือรายการโทรทัศน์ผ่านทางอินเทอร์เน็ต การตรวจสอบหรือการจองที่นั่งของสายการบินสามารถทำได้ทันที 
4. ประหยัดค่าใช้จ่ายในการสื่อสารข้อมูล 
การรับและส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายการสื่อสารสามารถทำได้ในราคาถูกกว่าการสื่อสารแบบอื่น เช่น การใช้งานโทรศัพท์โดยผ่านอินเทอร์เน็ตหรือที่เรียกว่า วอยซ์โอเวอร์ไอพี (Vioce over IP :VoIP) จะมีค่าใช้จ่ายต่ำกว่าการใช้งานโทรศัพท์โดยผ่านระบบโทรศัพท์พื้นฐาน หรือการใช้อีเมล์ส่งข้อมูลหรือเอกสารในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์จะมีค่าใช้จ่ายต่ำกว่าและรวดเร็วกว่าการส่งเอกสาร
5.สะดวกในการแบ่งปันทรัพยากร  

ในองค์กรณ์สามารถใช้อุปกรณ์สารสนเทศร่วมกันได้โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายติดตั้งอุปกรณืให้กับทุกเครื่อง เช่น เครื่องพิมพ์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้โปรแกรมและข้อมูลร่วมกันได้ โดยจัดเก็บโปแกรมและข้อมูลเหล่านั้นไว้ที่แหล่งเก็บข้อมูลที่เป็นศูนย์กลาง เช่น เครื่องบริการไฟล์ (file server) เป็นต้น
6.ความสะดวกในการประสานงาน 

ในองค์กรที่มีหน่วยงานย่อยหลายแห่งที่อยู่ห่างไกลกันสามารถทำงานประสานกันผ่านระบบอินเทอร์เน็ต เช่น การประชุมทางไกล และการแก้ไขเอกสารร่วมกันผ่านระบบเครือข่าย 

7.ขยายบริการขององค์กร 

เครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำให้องค์กรสามารถกระจ่ายที่ทำการไปยังจุดต่างๆที่ต้องการให้บริการ เช่น ธนาคารมีสาขาทั่วประเทศ สามารถถอนเงินได้จากตู้เอทีเอ็มหรือฝากเงินผ่านตู้ฝากเงินสด 

8.การสร้างบริการรูปแบบใหม่บนเครือข่าย 

การให้บริการต่างๆผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทำให้ผู้ใช้สามารถเข้าใช้บริการได้ทุกที่ทุกเวลา เช่น การซื้อสินค้าผ่านร้านค้าออนไลน์ ซึ่งเป็นบริการแบบหนึ่งของพาณิชย์อิเล็กทรอนิกส์ (e-commerce) และการรับชำระค่าสินค้า ค่าสาธารณูปโภคผ่านจุดรับชำระแบบออนไลน์ที่เรียกว่า Counter service

รูปที่ 4.4 องค์ประกอบพื้นฐานของระบบสื่อสารข้อมูล 

4.2 การสื่อสารข้อมูล
การสื่อสารข้อมูลหมายถึง การแลกเปลี่ยนข้อมูล ข่าวสาร โดยผ่านทางสื่อกลางในการสื่อสารซึ่งอาจเป็นสื่อกลางประเภทที่มีสายหรือไร้สายก็ได้ องค์ประกอบพื้นฐานของระบบการสื่อสารข้อมูล ประกอบด้วย
1.ข้อมูล/ข่าวสาร(data/message) คือข้อมูลสารสนเทศต่างๆที่ต้องการส่งไปยังผู้รับโดยข้อมูลข่าวสารอาจประกอบด้วยข้อความ ตัวเลข รูปภาพ เสียง วีดิทัศน์ หรือสื่อประสม
2.ผู้ส่ง(sender) คือคนหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับส่งข้อมูล/ข่าวสาร ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ กล้องวีดิทัศน์ เป็นต้น
3.ผู้รับ (reciever) คือคนหรืออุปกรณ์ที่ใช้สำหรับรับข้อมูล/ข่าวสาร ที่ทางผู้ส่งข้อมูลส่งให้ซึ่งอาจเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ เป็นต้น
4.สื่อกลางในการส่งข้อมูล (transmission media) คือ ส่งที่ทำหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลข่าวสารไปยังจุดหมายปลายทาง โดยสื่อกลางในการส่งข้อมูลจะมีทั้งแบบมีสาย เช่น สายเคเบิล สายยูทีพี สายไฟเบอร์ออพติก และสื่อกลางในการส่งข้อมูลแบบไร้สาย เช่น คลื่นวิทยุ ไมโครเวฟและดาวเทียม
5.โพรโทคอล (protocol) คือ กฎเกณฑ์ ระเบียบ หรือข้อปฏิบัติต่างๆที่กำหนดขึ้นมาเพื่อเป็นข้อตกลงในการสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับและผู้ส่ง
รูปที่ ...สัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล
4.2.1 สัญญาณที่ใช้ในระบบสื่อสาร
แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ สัญญาณแอนะล็อก(analog signal)และสัญญาณดิจิตอล(digital signal)         สัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณที่มีขนาดแอมพลิจูด (amplitude) ที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาและเป็นค่าต่อเนื่อง
เช่น เสียงพูด และเสียงดนตรี ส่วนสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญลักษณ์ที่ไม่มีค่าความต่อเนื่องที่เรียกว่า ดิสครีต (discrete)สัญญาณดิจิทัลถูกแทนด้วยระดับแรงดันไฟฟ้าสองระดับเท่านั้น โดยแสดงสถานะเป็น “0”และ”1” ซึ่งตรงกับตัวเลขฐานสอง

รูปที่ 4.5 สัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล

                ในบางครั้งการสื่อสารข้อมูลต้องมีการเปลี่ยนแปลงสัญญาณสัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิตอลกลับไปมาเพื่อให้อยู่ในรูปแบบที่เหมาะสม และนำไปใช้งานได้ ตัวอย่างเช่น การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์สองเครื่องเจข้าด้วยกันผ่านระบบโทรศัพท์ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อรองรับเสียงพูด ที่มีลักษณะของสัญญาณเป็นแบบแอนะล็อก ไม่เหมาะสมกับการส่งข้อมูลแบบดิจิทัลระหว่างคอมพิวเตอร์ จึงต้องมีอุปกรณ์ช่วยในการแลงสัญญาณจากคอมพิวเตอร์ เพื่อส่งออกไปเป็นสัญญาณแอนะล็อก จากนั้นแปลงกลับมาเป็นสัญญาณดิจิทัลเมื่อสัญญาณถูกส่งถึงผู้รับ โดยผ่านอุปกรณ์ในการแปลงสัญญาณที่เรียกว่า โมเด็ม(modem)ซึ่งใช้เทคนิคการบีบอัดข้อมูลร่วมกับการแก้ไขข้อผิดพลาดของข้อมูลที่อาจเกิดขึ้นจากการส่งสัญญาณด้วย 

รูปที่ 4.6  การแปลงระหว่างสัญญาณแอนะล็อกและสัญญาณดิจิทัล

4.2.2การถ่ายโอนข้อมูล  เป็นการส่งสัญญาณออกจากอุปกรณ์ส่ง ไปยังอุปกรณ์รับ โดยจำแนกได้ 2 แบบ คือ
1.การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน ทำได้โดยการส่งข้อมูลออกมาทีละหลายบิตพร้อมกันจากอุปกรณ์ไปยังอุปกรณ์รับ ผ่านสื่อกลางตัวนำสัญญาณที่มีช่องทางส่งข้อมูลหลายช่องทางโดยทั่วไปจะเป็นการนำสายสัญญาณหลายๆเส้นที่มีจำนวนสายส่งสัญญาณเท่ากับจำนวนบิตที่ต้องการส่งในแต่ละครั้ง เช่น ส่งข้อมูล 11110001 ออกไปพร้อมกัน สายส่งก็ต้องมี 8 เส้น นอกจากการส่งข้อมูลหลักที่ต้องการแล้ว อาจมีการส่งข้อมูลอื่นเพิ่มเติมไปด้วย เช่น บิตพาริตี (parity bit) ใช้ในการตรวจสอบความผิดพลาดของการรับสัญญาณที่ปลายทาง หรือสายที่ควบคุมการโต้ตอบ เพื่อควบคุมจังหวะการรับ-ส่งข้อมูลในแต่ละรอบ
สายส่งข้อมูลแบบขนานนี้มีความยาวไม่มาก เนื่องจากถ้าสายยาวมากเกินไปจะก่อให้เกิดปัญหาสัญญาณสูญหายไปกับความต้านทานของสาย และเกิดการรบกวนกันของสัญญาณ การส่งโดยวิธีนี้นิยมใช้กับการรับส่งข้อมูลในระยะใกล้ๆ ข้อดีของการรับส่งข้อมูลคือ การรับ-ส่งข้อมูลทำได้รวดเร็ว แต่มีข้อเสียที่ต้องใช้สายส่งหลายเส้นทำให้มีค่าใช้จ่ายสูง ที่พบเห็นได้บ่อยคือ การเชื่อมต่อระหว่างเมนบอร์ดกับฮาร์ดดิสก์ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์แบบ EIDE และการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์กับเครื่องพิมพ์ ด้วยพอร์ตแบบขนาน

รูปที่ 4.7 .การถ่ายโอนข้อมูลแบบขนาน

รูปที่ 4.8 ก.  การเชื่อมต่อระหว่างเมนบอร์ดกับฮาร์ดิสก์        รูปที่ 4.8 ข. การเชื่อมต่อระหว่างเครื่อง คอมพิวเตอร์กับเครื่องพิมพ์

2.การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ในการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม ข้อมูลที่ส่งออกมาทีละบิต ระหว่างจุดส่งและจุดรับ การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมต้องการสื่อกลางสำหรับการสื่อสารเพียงช่องเดียวหรือเพียงคู่สายเดียว ค่าใช้จ่ายในด้านของสายสัญญาณจะถูกกว่าแบบขนานสำหรับการส่งระยะไกลๆ
          การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมจะเริ่มโดยข้อมูลแต่ละชุดจะถูกเปลี่ยนให้เป็นอนุกรมแล้วทยอยส่งออกไปทีละบิตยังจุดรับ แต่เนื่องจากการทำงานและกาส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆภายในเครื่องคอมพิวเตอร์จะใช้ช่องทางการสื่อสารแบบขนานที่ประกอบด้วยชุดของข้อมูลหลายบิต ดังนั้นที่จุดรับจะต้องมีกลไกในการเปลี่ยนแปลงข้อมูลที่รับมาทีละบิตให้เป็นชุดของข้อมูลที่ลงตัวพอดีกับขนาดของช่องทางการสื่อสารที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ เช่น บิตที่ 1 ลงที่บัสข้อมูลเส้นที่ 1 เป็นต้น การเชื่อมต่อสามารถทำได้โดยใช้สายถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม หรือที่เรียกว่า สายซีเรียล (serial cable) ในปัจจุบันมีการพัฒนาการถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรมความเร็วสูงโดยการใช้การเชื่องต่อแบบยูเอสบี 

รูปที่ 4.9 การถ่ายโอนข้อมูลแบบอนุกรม

รูปที่ 4.10 การเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับอุปกรณ์ต่างๆ

4.2.3 รูปแบบการรับ-ส่งข้อมูล ไม่ว่าจะเป็นการรับส่งข้อมูลขนานหรือแบบอนุกรม สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 แบบดังนี้
1.การสื่อสารข้อมูลทางเดียว(simplex transmission) ข้อมูลสามารถส่งได้ทางเดียว โดยแต่ละฝ่ายจะทำหน้าที่อย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น เป็นผู้รับหรือผู้ส่ง บางครั้งเรียกการสื่อสารแบบนี้ว่าการส่งทิศทางเดียว(unidirectional transmission)  เช่นการกระจายเสียงของสถานีโทรทัศน์หรือวิทยุ
2.การสื่อสารสองทางครึ่งอัตรา (half duplex transmission)  สามารถส่งข้อมูลได้ทั้งสองฝ่ายแต่ต้องผลัดกันส่งและผลัดกันรับ จะส่งและรับพร้อมกันไม่ได้ เช่น วิทยุสื่อสาร(walkie-talkie radio)
3.การสื่อสารสองทางเต็มอัตรา (full duplex transmission) สามารถส่งข้อมูลได้สองทางโดยที่ผู้รับและผู้ส่งสามารถรับส่งข้อมูลได้ในเวลาเดียวกัน เช่น การสนทนาทางโทรศัพท์คู่สนทนาคุยโต้ตอบได้ในเวลาเดียวกัน

รูปที่ 4.11 รูปแบบการรับ -ส่งข้อมูล

4.3 สื่อกลางในการสื่อสารข้อมูล
การสื่อสารข้อมูลทุกชนิดต้องอาศัยสื่อกลางในการส่งผ่านข้อมูลเพื่อนำข้อมูลไปยังจุดหมายปลายทาง เช่น การคุยโทรศัพท์อาศัยสายโทรศัพท์เป็นสื่อกลางในการส่งสัญญาณคลื่นเสียงไปยังผู้รับ เป็นต้น สำหรับการติดต่อสื่อสารระหว่างงคอมพิวเตอร์อาจใช้สายเชื่อมต่อผ่านอุปกรณ์เชื่อมต่อหรืออาจใช้อุปกรณ์เชื่อมต่อเป็นแบบไร้สายเป็นสื่อกลางในการเชื่อมต่อได้ สื่อกลางในการสื่อสารมีความสำคัญเพราะเป็นปัจจัยหนึ่งที่กำหนดประสิทธิภาพในการสื่อสาร เช่น ความเร็วในการส่งข้อมูล ปริมาณของข้อมูลที่สามารถนำไปได้ในหนึ่งหน่วยเวลา รวมถึงคุณภาพของการส่งข้อมูล
4.3.1 สื่อกลางแบบใช้สาย
1.สายคู่บิดเกลียว(twisted pair cable) สายนำสัญญาณแต่ละคู่สายเป็นสายทองแดงจะถูกพันบิดเป็นเกลียว เพื่อลดการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากคู่สายข้างเคียงกันภายในสายเดียวกันหรือจากภายนอก ทำให้สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง สายคู่บิดเกลียวสามารถใช้ส่งข้อมูลจำนวนมากเป็นระยะทางไกลได้หลายกิโลเมตร เนื่องจากราคาไม่แพงมาก ใช้ส่งข้อมูลได้ดี น้ำหนักเบา ง่ายต่อการติดตั้ง นิยมใช้อย่างกว้างขวาง  สายคู่บิดเกลียวมี 2 ชนิด คือ
-สายคู่บิดเกลียวแบบไม่ป้องกันสัญญาณรบกวน หรือสายยูทีพี (Unshieded Twisted pair :UTP) เป็นสายใช้ในระบบโทรศัพท์ ต่อปรับปรุงคุณสมบัติให้ดีขึ้น จนสามารถใช้กับสัญญาณความถี่สูงได้ ทำให้ส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงขึ้น

รูปที่ 4.12 สายยูทีพี

-สายคู่บิดเกลียวแบบป้องกันสัญญาณรบกวน หรือสายเอสทีพี (Shielded Twisted pair :STP) เป็นสายที่หุ้มด้วยตัวกั้นสัญญาณเพื่อป้องกันการรบกวนได้ดียิ่งขึ้น สายเอสทีพีรองรับความถี่ของการส่งข้อมูลสูงกว่าสายยูทีพี แต่มีราคาแพงกว่า

รูปที่ 4.13 สายเอสทีพี

ในปัจจุบันการติดตั้งสายสัญญาณภายในอาคารนิยมใช้สายยูทีพีเป็นหลัก เพราะมีราคาถูกกว่า สายเอสทีพี และมีการพัฒนามาตรฐานให้มีคุณภาพสูงสามารถส่งข้อมูลความเร็วสูงได้ดีขึ้น

2.สายโคแอกซ์ (coaxial cable) เป็นสายนำสัญญาณที่รู้จักกันดี โดยใช้เป็นสายนำสัญญาณที่ต่อจากเสาอากาศเครื่องรับโทรทัศน์หรือสายเคเบิลทีวี ตัวสายประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหลักหนึ่งเส้นหุ้มด้วยฉนวนเพื่อป้องกันกระแสไฟรั่ว จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากทองแดงถักเป็นร่างแหเพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรบกวนอื่นๆ ก่อนหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก และนิยมใช้เป็นสายนำสัญญาณแอนะล็อกเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ภาพและเสียง(audio-vedio decives) ต่างๆ ภายในบ้านและสำนักงาน 

รูปที่ 4.14 สายโคแอกซ์

3.สายไฟเบอร์ออพติก (fiber-optic cable) ประกอบด้วยกลุ่มของเส้นใยทำจากแก้วหรือพลาสติกที่มีขนาดเล็กประมาณเส้นผม แต่ละเส้นจะมีแกนกลาง (core) ที่ถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุใยแก้วอีกชนิดหนึ่งเรียกว่า แคล็ดดิง (cladding) และหุ้มอีกชั้นด้วยฉนวนเพื่อป้องกันการกระแทกและฉีกขาด

รูปที่ 4.15 สายไฟเบอร์ออพติก

การส่งข้อมูลผ่านทางสื่อกลางชนิดนี้มีข้อแตกต่างจากชนิดอื่นๆซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่งแต่ละการทำงานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้แสงความเข้มสูง เช่น แสงเลเซอร์ ส่งผ่านไปในเส้นใยแต่ละเส้น และอาศัยหลักการหักเหของแสง โดยใช้แคล็ดดิงเป็นตัวสะท้อนแสง ทำให้แสงสามารถเดินทางไปจนถึงปลายทางได้โดยไม่ถูกรบกวนโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใดๆและมีความผิดพลาดในการส่งข้อมูลต่ำมาก ทำให้สามารถส่งข้อมูลได้ด้วยความเร็วสูงระดับกิกะบิตต่อวินาที อีกทั้งยังมีความปลอดภัยในการส่งข้อมูลสูง มีความสามารถในการนำพาข้อมูลไปได้ในปริมาณมาก และสามารถส่งข้อมูลไปได้เป็นระยะทางไกลโดยมีความผิดพลาดน้อย จึงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคารระหว่างเมือง และถูนำไปใช้เป็นสายแกนหลัก (backbone cable) เชื่มโยงเครือข่ายหลักเข้าด้วยกัน
สื่อกลางแบบใช้สายที่กล่าวมา มีคุณสมบัติและการนำไปใช้งาน สรุปดังตาราง
ตารางที่.....คุณสมบัติและการนำไปใช้งานของสื่อกลางแบบใช้สายชนิดต่างๆ

ชนิดของสื่อกลาง	ความเร็วสูงสุด	ระยะทางที่ใช้งานได้	การนำไปใช้งาน
เอสทีพี	155 Mbps	ไม่เกิน 100 เมตร	ปัจจุบันไม่นิยมใช้แล้ว เนื่องจากมีราคาสูง
ยูทีพี	1 Gbps	ไม่เกิน 100 เมตร	ใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์หรือคอมพิวเตอร์เข้ากับแลนที่ใช้ในปัจจุบัน
โคแอกซ์	10 Mbps	ไม่เกิน 500 เมตร	ใช้เป็นสายแกนหลักสำหรับแลนในยุคแรกๆและยังนิยมใช้เป็นสายนำสัญญาณภาพและเสียงในโทรทัศน์
ไฟเบอร์ออพติก	100 Gbps	มากกว่า 2 กิโลเมตร	ใช้เป็นสายแกนหลักในระบบเครือข่ายหรือใช้สำหรับเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายที่อยู่ห่างไกล

4.3.2 สื่อกลางแบบไร้สาย 
การสื่อสารแบบไร้สายอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อกลางนำสัญญาณ ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สามารถนำมาใช้ในการสื่อสารข้อมูลมีหลายชนิด แบ่งตามช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน สื่อกลางของการสื่อสารแบบนี้ เช่น อินฟาเรด(Infared : IR) ไมโครเวฟ(microwave) คลื่นวิทยุ (radio wave)และดาวเทียมสื่อสาร(communicatios satellite)
1.อินฟาเรด สื่อกลางประเภทนี้มักใช้กับการสื่อสารข้อมูลที่ไม่มีสิ่งกีดขวางระหว่างตัวส่งและตัวรับสัญญาณ เช่น การส่งสัญญาณจากรีโมตคอนโทรลไปยังเครื่องรับโทรทัศน์หรือวิทยุ การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์โดยผ่านพอร์ตไออาร์ดี (The Infared Data Association : IrDA) ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อเครือข่ายระยะใกล้

รูปที่4.16 การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆผ่านพอร์ตไออาร์ดีเอ

2.ไมโครเวฟ เป็นสื่อกลางในการสื่อสารทีมีความเร็วสูง ใช้สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลโดยการส่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานีที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล และเนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงไม่สามารถเลี้ยวตามความโค้งของผิวโลกได้ จึงต้องมีการตั้งสถานีรับส่งข้อมูลเป็นระยะ และส่งข้อมูลต่อกันระหว่างสถานี จนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง และแต่ละสถานีจะตั้งอยู่มนที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดเขา เพื่อหลีกเลี่ยงการชนสิ่งกีดขวางในแนวการเดินทางของสัญญาณ การส่งข้อมูลผ่านสื่อกลางชนิดนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลมากๆและไม่สะดวกในการวางสายสัญญาณ ซึ่งเสาสัญญาณแต่ละเสาสามารถวางห่างกันได้ถึง 80 กิโลเมตร  ตัวอย่างการส่งสัญญาณไมโครเวฟผ่านพื้นผิวดิน

รูปที่ 4.17 การส่งสัญญาณผ่านไมโครเวฟภาคพื้นดิน

3.คลื่นวิทยุ เป็นสื่อกลางที่ใช้ส่งสัญญาณไปในอากาศ โดยสามารถส่งในระยะได้ทั้งใกล้และไกล โดยมีตัวกระจายสัญญาณ(broadcast) ส่งไปยังตัวรับสัญญาณ และใช้คลื่นวิทยุในช่วงความถี่ต่างๆกันในการส่งข้อมูล เช่น การสื่อสารระยะไกลในการกระจายเสียงวิทยุระบบเอเอ็ม(Amplitude Modulation : AM) และเอฟเอ็ม (Frequency Modulation : FM)  หรือการสื่อสารระยะใกล้ โดยใช้ไวไฟ (WI-FI) และบลูทูท (Bluetooth)
 

รูปที่ 4.18 การสื่อสารระยะไกลโดยใช้บลูทูธ

4.ดาวเทียมสื่อสาร พัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับส่งไมโครเวฟบนผิวโลกโดยเป็นสถานีรับส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศ ในการส่งสัญญาณต้องมีสถานีภาคพื้นดินคอยทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียมที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลกประมาณ 35,600 กิโลเมตร โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นอยู่นิ่งกับที่ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียม และการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆบนผิวโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานดาวเทียมในการระบุตำแหน่งบนพื้นโลกเรียกว่า ระบบจีพีเอส โดยบอกพิกัดเส้นรุ้งและเส้นแวงของผู้ใช้งานเพื่อใช้ในการนำทาง

รูปที่ 4.19 การสื่อสารผ่านดาวเทียมและจีพีเอส

4.4 เครือข่ายคอมพิวเตอร์ 
เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (computer network) เป็นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงเข้าด้วยกันเพื่อให้สามารถใช้ข้อมูลและทรัพยากรร่วมกันได้ เช่น สามารถใช้เครื่องพิมพ์ร่วมกันได้  สามารถใช้ฮาร์ดิสก์ร่วมกันได้ แบ่งปันอุปกรณ์อื่นๆที่มีราคาแพง แม้กระทั่งสามารถใช้โปรแกรมร่วมกันได้ เป็นการลดต้นทุนขององค์กรเครือข่ายคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทตามพื้นที่ที่ครอบคลุมการใช้งานของเครือข่าย ดังนี้
1. เครือข่ายส่วนบุคคล (Personal Area Network :PAN) เป็นเครือข่ายที่ใช้ส่วนบุคคล เช่นการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับโทรศัพท์มือถือ การเชื่อมต่อพีดีเอกับเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งการเชื่อมต่อแบบนี้จะอยู่ระยะใกล้ และมีการเชื่อต่อแบบไร้สาย

รูปที่ 4.20 เครือข่ายส่วนบุคคล

2.เครือข่ายเฉพาะที่ หรือแลน ( Local Area Network :LAN) เครือข่ายที่ใช้เชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่างๆที่อยู่ในพื้นที่เดียวกันหรือใกล้เคียงกัน เช่น ภายในบ้าน ภายในสำนักงานและภายในอาคาร สำหรับการใช้งานภายในบ้านนั้น อาจเรียกเครือข่ายประเภทนี้ว่าเครือข่ายที่พักอาศัย(home network) ซึ่งอาจเชื่อมต่อแบบใช้สายหรือไร้สาย

รูปที่ 4.21 เครือข่ายเฉพาะที่ หรือแลน

3. เครือข่ายนครหลวง หรือแมน(Metropolitan Area Network :MAN) เครือข่ายที่ใช้เชื่อมโยงแลนที่อยู่ห่างไกลออกไป เช่น การเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างสำนักงานที่อาจอยู่คนละอาคารและมีระยะทางไกลกัน การเชื่อมต่อชนิดนี้อาจใช้สายไฟเบอร์ออพติก หรือบางครั้งอาจใช้ไมโครเวฟเชื่อมต่อ เครือข่ายแบบนี้ที่ใช้ในสถานศึกษามีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เครือข่ายแคมปัส (Campus Area Network :CAN)

รูปที่ 4.22 เครือข่ายนครหลวง หรือแมน

4. เครือข่ายวงกว้าง หรือแวน (Wide Area Network :WAN) เครือข่ายที่ใช้ในการเชื่อมโยงกับเครือข่ายอื่นที่อยุ่ไกลจากกันมาก เช่น เครือข่ายระหว่างจังหวัด หรือระหว่างภาค รวมไปถึงเครือข่ายระหว่างประเทศ

รูปที่ 4.23 เครือข่ายวงกว้าง หรือแวน

4.4.1 ลักษณะของเครือข่าย ในการใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์เพื่อใช้ทรัพยากรร่วมกัน สามารถแบ่งลักษณะของเครือข่ายตามบทบาทของเครื่องคอมพิวเตอร์ในการสื่อสารได้ดังนี้
1.เครือข่ายแบบรับ-ให้บริการ หรือไคลเอนท์/เซิร์ฟเวอร์ (Client-Server Network ) 
จะมีเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่เป็นเครื่องให้บริการต่าง ๆเช่น บริการเว็บ และบริการฐานข้อมูล การให้บริการขึ้นอยู่กับการร้องขอบริการจากเครื่องรับบริการ เช่น การเปิดเว็บเพจ เครื่องรับบริการจะร้องขอบริการไปที่เครื่องให้บริการเว็บ จากนั้นเครื่องให้บริการเว็บจะตอบรับและส่งข้อมูลกลับมาให้เครื่องรับบริการ ข้อดีคือ สามารถให้บริการแก่เครื่องรับบริการได้เป็นจำนวนมาก ข้อด้อยคือมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษาค่อนข้างสูง 

รูปที่ 4.24 ไคลเอนท์/เซิร์ฟเวอร์

2.เครือข่ายระดับเดียวกัน (Peer-to-Peer Network : P2P network)
เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถเป็นได้ทั้งเครื่องให้บริการและเครื่องรับบริการ.การใช้งานส่วนใหญ่มักใช้ในการแบ่งปันข้อมูล เช่น เพลง ภาพยนตร์ โปรแกรม และเกม   เครือข่ายแบบนี้เริ่มแพร่หลายมากขึ้นในผู้ใช้อินเทอร์เน็ต การใช้งานจะมีซอฟต์แวร์เฉพาะ เช่น โปรแกรม eDonkey , BitTorrentและ LimeWire  ข้อดีคือง่ายต่อการใช้งานและราคาไม่แพง ข้อด้อยคือไม่มีการควบคุมเรื่องความปลอดภัยจึงอาจพบว่านำไปใช้ในทางไม่ถูกต้อง เช่น การแบ่งปันเพลง ภาพยนตร์และโปรแกรมที่มีลิขสิทธิ์ซึ่งเป็นการกระทำผิดกฎหมาย 

รูปที่ 4.25 เครือข่ายระดับเดียวกัน

4.2.2 รูปร่างเครือข่าย การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์รับส่งข้อมูลที่ประกอบกันเป็นเครือข่ายมีการเชื่อมโยงถึงกันในรูปแบบต่างๆ ตามลักษณะทางกายภาพที่เรียกว่ารูปร่างเครือข่าย (network topology) แบ่งตามลักษณะของการเชื่อมต่อได้ 4 รูปแบบคือ
1.  เครือข่ายแบบบัส (bus topology)
เป็นรูปแบบที่มีสถานีทุกสถานีในเครือข่ายจะเชื่อมต่อเข้ากับสายสื่อสารหลักเพียงสายเดียวที่เรียกว่า บัส (bus) การจัดส่งข้อมูลลงบนบัสจึงไปทุกสถานีได้ ซึ่งวิธีการจัดส่งต้องกำหนดวิธีการที่จะไม่ให้ทุกสถานีส่งข้อมูลพร้อมกันเพราะจะทำให้เกิดการชนกัน (collision) ของข้อมูล  โดยวิธีการที่ใช้อาจเป็นการแบ่งช่วงเวลาหรือให้แต่ละสถานีใช้คลื่นความถี่ในการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน เครือข่ายแบบบัสไม่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน  เนื่องจากความเสียหายที่เกิดขึ้นกับบัสเพียงจุดเดียวจะส่งผลให้ทุกอุปกรณ์ไม่สามารถสื่อสารถึงกันได้

รูปที่ 4.26 เครือข่ายแบบบัส

2. เครือข่ายแบบวงแหวน (ring topology)
เป็นการเชื่อมต่อแต่ละละสถานีมีลักษณะเป็นวงแหวน  สัญญาณข้อมูลจะส่งอยู่ในวงแหวนไปในทิศทางเดียวกันจนถึงผู้รับ หากข้อมูลที่ส่งเป๋นของสถานีใด สถานีนั้นก็รับไว้ ถ้าไม่ใช่ก็ส่งต่อไป ซึ่งระบบเครือข่ายแบบวงแหวนนี้ สามารถรองรับจำนวนสถานีได้เป็นจำนวนมาก ข้อด้อยคือ สถานีจะต้องรอจนถึงรอบของตนเองก่อนที่จะสมารถส่งขอ้มูลได้ 

รูปที่ 4.27 เครือข่ายแบบวงแหวน

3.  เครือข่าย แบบดาว (star topology)
เป็นการเชื่อมต่อสถานีในเครือข่ายโดยทุกสถานีจะต่อเข้ากับหน่วยสลับสายกลาง เช่น ฮับ(hub) หรือสวิตซ์ (switch) ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางของการเชื่อมต่อระหว่างสถานีต่างๆที่ต้องการติดต่อกัน ข้อดีคือถ้าสถานีใดเสียหรือสายเชื่อมต่อระหว่างฮับ/สวิตซ์ชำรุดจะไม่กระทบต่อการเชื่อมต่อของสถานีอื่น ดังนั้นการเชื่อมต่อแบบนี้จึงเป็นที่นิยมในปัจจุบัน

รูปที่ 4.28 เครือข่าย แบบดาว

4. เครือข่ายแบบเมช (mesh topology)
เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อที่มีความนิยมมากและมีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากถ้ามีเส้นทางการเชื่อมต่อคู่ใดคู่หนึ่งขาดจากกัน การติดต่อสื่อสารระหว่าคู่นั้นยังสามารถติดต่อได้โดยอุปกรณ์จักฃดเส้นทาง(router) จะทำการเชื่อมต่อเส้นทางใหม่ไปยังจุดหมายปลายทางอัตโนมัติ การเชื่อมต่อแบบนี้นิยมสร้างบนเครือข่ายแบบไร้สาย

รูปที่ 4.29 เครือข่ายแบบเมช

  4.5  โพรโทคอล

                การเชื่อต่อระหว่างคอมพิวเตอร์  และอุปกรณ์เครือข่ายที่ผลิตจากผู้ผลิตหลายรายผ่านทางระบบเครือข่ายชนิดต่างๆ  กัน  ไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกันได้  เช่น  การติดต่อสื่อสารระหว่างเมนเฟรมของบริษัทไอบีเอ็ม  (IBM  mainframe)  ไม่สามารถติดต่อสื่อสารกันได้โดยตรงกับเครื่องแมคอินทอชของบริษัทแอปเปิล (Apple  Macintosh)  ดังนั้นต้องมีการเปลี่ยนรูปแบบของข้อมูลที่ส่งและกำหนดมาตรฐานทั้งทางด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์เพื่อให้อุปกรณ์สามารถติดต่อสื่อสารกันได้  โดยมีองค์กรกลาง  เช่น  IEEE, ISO  และ  ANSI  เป็นผู้กำหนดมาตรฐานขึ้นมา

                ปัจจุบันเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์จากต่างผู้ผลิต  สามารถเชื่อมต่อถึงกันได้ภายใต้มาตรฐานเครือข่ายเดียวกัน

รูปที่ 4.30 ตัวอย่างการใช้โพรโทคอลเป็นข้อตกลงในการสื่อสาร

                

           กฎกติกาหรือข้อตกลงที่ใช้เป็นมาตรฐานในการสื่อสารข้อมูลระหว่างผู้รับและผู้ส่ง  เรียกว่าโพลโทคอล  (protocol)  ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่ใช้ควบคุมการสื่อสารข้อมูลในเครือข่าย  ไม่ว่าจะเป็นวิธีการในการรับส่งข้อมูล  รูปแบบของการรับส่ง  อุปกรณ์หรือสื่อกลางในการรับส่งข้อมูล  วิธีการตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูล  รวมถึงความเร็วในการรับส่งข้อมูล  เครื่องคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เครือข่ายกที่ใช้โพลโทคอลชนิดเดียวกันกับการสื่อสารของมนุษย์ที่ต้องใช้ภาษาเดียวกันจึงสามารถสื่อสารกันได้เข้าใจ  ตัวอย่างการใช้โพลโทคอลเป็นข้อตกลงในการสื่อสาร  ดังรูปที่  4.30

                โพรโทคอลของการสื่อสารระหว่างสองบริษัทที่อยู่คนละประเทศ จากรูปที่ 4.30  ประธานบริษัทซึ่งพูดคุยคนละภาษา  สามารถสื่อสารกันทางไกลโดยการส่งข้อความผ่านล่ามของตนเอง  โดยล่ามทำการแปลข้อความที่ประธานบริษัทต้องการส่งถึงกัน  หลังจากนั้นล่ามจะนำข้อความไปให้เลขาของบริษัททำการจัดส่งให้กับอีกฝ่ายหนึ่ง  โดยใช้บริการของเครือข่ายคอมพิวเตอร์  ซึ่งจะเห็นว่าการสื่อสารทางไกลชีวิตจริงก็มีการแบ่งระดับชั้นของหน้าที่ในการสื่อสารข้อมูล  เพื่อให้เกิดความสะดวก  และคล่องตัวในการสื่อสาร

                สำหรับโพลโทคอลที่ใช้เป็นมาตรฐานในการสื่อสารแบบใช้สาย  และแบบไร้สาย  ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย  เช่น

                ทีซีพี/ไอพี (Transmission Control Protocol / Internet Protocol: TCP/IP) เป็นโพรโทคอลที่ใช้ในการสื่อสารในระบบอินเทอร์เน็ต โดยมีการระบุผู้รับผู้ส่งในเครือข่ายและจัดการแบ่งข้อมูลเป็นชิ้นเล็กๆ ที่เรียกว่าแพ็คเก็ต (packet) ส่งผ่านไปในอินเทอร์เน็ต ดังรูปที่ 4.31 และมั่นใจได้ว่าข้อมูลที่ส่งไปนั้น จะได้รับอย่างถูกต้องและครบถ้วน ในการณีที่ข้อมูลเกิดผิดพลาดระหว่างทาง จะมีการร้องขอเพื่อส่งข้อมูลใหม่ให้

รูปที่ 4.31 ตัวอย่างการส่งข้อมูลโดใช้โพรโทคอลทีซีพี/ไอพี

          ไวไฟ (Wireless  Fidelity: WiFi)  มักถูกนำไปอ้างถึงเทคโนโลยีเครือข่ายแบบไร้สาย  ตามมาตรฐาน  IEEE 802.11  ซึ่งใช้คลื่นวิทยุความถี่ 2.4 GHz  เป็นสื่อกลางในการติดต่อสื่อสาร  ไวไฟเกิดขึ้นจากการรวมกลุ่มกันของผู้ผลิตอุปกรณ์    เพื่อทดสอบว่าอุปกรณ์ที่ผลิตขึ้นทำงานได้ตามมาตรฐานของ IEEE 802.11  โดยเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ที่ได้รับการรับรองจากไวไฟ  จะสามารถติดต่อสื่อสารถึงกันได้  ดังรูปที่  4.32

รูปที่ 4.32 อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อถึงกันด้วยมาตรฐานไวไฟ

          ผู้ใช้งานในบ้านหรือสำนักงานขนาดเล็ก  ส่วนใหญ่นิยมใช้ไวไฟการติดตั้งระบบแลนไร้สาย (wireless LAN)  โดยมีการติดตั้งแผงวงจรหรืออุปกรณ์รับส่งไวไฟที่เรียกว่า  การ์ดแลนไร้สาย (wireless LAN card) ซึ่งปัจจุบันเครื่องคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กจะมีตัวรับส่งสัญญาณไวไฟเป็นอุปกรณ์มาตรฐานแล้ว  สำหรับรัศมีการใช้งานของแลนไร้สายขึ้นอยู่กับความสามารถในการรับส่งสัญญาณของอุปกรณ์  ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ห่างจากจุดเชื่อมต่อแบบไร้สาย  (wiles access point)  ไม่เกิน  100  เมตร  สำหรับการใช้งานภายในอาคาร  และไม่เกิน  500  เมตรสำหรับการใช้งานที่โล่งนอกอาคาร  แต่ในการใช้งานจริง  อาจมีปัจจัยอื่นที่ส่งผลให้รัศมีการใช้งานสั้นลง  เช่น  ผนังอาคาร  หรือตำแหน่งจุดเชื่อมต่อแบบไร้สายที่อยู่ในมุมอับ  ตัวอย่างระบบแลนไร้สาย  ดังรูปที่  4.33

รูปที่ 4.33 ตัวอย่างระบบแลนไร้สาย

          ระบบแลนไร้สายมีข้อดีคือทำให้ผู้ใช้งานมีอิสระในการเคลื่อนย้ายเครื่องคอมพิวเตอร์ไปทำงาน  ในที่ต่างๆ  ได้สะดวก  อย่างไรก็ตามการใช้งานระบบเครือข่ายไร้สายมีข้อควรระวังในเรื่องของความปลอดภัยของข้อมูล  เนื่องจากสัญญาณที่ส่งในแบบไร้สายสามารถถูกดักรับได้โดยง่าย  ดังนั้นมาตรฐาน  IEEE  802.11  จึงได้กำหนดให้อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบแลนไร้สายต้องให้ผู้ใช้เลือกได้ว่าจะเข้ารหัสข้อมูลที่ส่งหรือไม่
          ไออาร์ดีเอ  (Infrared  Data  Association: Irda)  เป็นโพรโทคอลใช้เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์สื่อสารแบบไร้สายระยะใกล้  และไม่มีสิ่งกีดขวาง  โดยใช้แสงอินฟาเรดในการติดต่อสื่อสารและมีความเร็วในการส่งข้อมูลอยู่ระหว่าง  115  kbps  ถึง  4 Mbps  ผ่านพอร์ตไออาร์ดีเอ  นิยมใช้โพรโทคอลนี้ในระบบเครือข่ายส่วนบุคคลแบบไร้สายหรือแพนไร้สาย  (wireless PAN)  ตัวอย่างระบบแพนไร้สาย  โดยใช้ไออาร์ดีเอ  ดังรูปที่  4.34

รูปที่ 4.34 ระบบแพนไร้สายโดยใช้ไออาร์ดีเอ

          บลูทูท  (Bluetooth)  เป็นโพรโทคอลที่ใช้คลื่นวิทยุความถี่ 2.41 GHz  ในการรับส่งข้อมูลโดยคล้ายกับแลนไร้สาย  ตามมาตรฐาน  IEEE  802.15  มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ผู้ใช้งานคอมพิวเตอร์สามารถติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงไร้สายอื่นๆ  เช่น  เครื่องพิมพ์  เมาส์  คีย์บอร์ด  พีดีเอ  โทรศัพท์  เคลื่อนที่  และหูฟัง    เข้าด้วยกันได้โดยสะดวก  โดยมาตรฐานบลูทูทสามารถส่งข้อมูลได้ที่ความเร็วมากกว่า  3Mbps
          อุปกรณ์ต่างๆ  ที่รองรับการทำงานแบบบลูทูท  จะต้องถูกตั้งค่าใช้งานของระบบ  โดยจะมีการจับคู่ระหว่างอุปกรณ์ที่ติดต่อกันก่อน  เมื่อเข้าใกล้กันภายในรัศมีของการสื่อสารประมาณ  10  เมตร  จะสามารถตรวจสอบพบอุปกรณ์อื่นที่เคยจับคู่ไว้แล้วได้  เกิดเป็นระบบแพนไร้สาย  ทำให้การรับส่งระหว่างกันทำได้โดยง่าย  ในการใช้งานบลูทูทจะมีอุปกรณ์ตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์หลัก  และอุปกรณ์ที่เหลือเป็นอุปกรณ์รอง  ซึ่งอุปกรณ์หลักจะทำหน้าที่ควบคุมการส่งข้อมูลของอุปกรณ์รองตัวอื่นๆ  ทั้งหมด  ตัวอย่างระบบแพนไร้สายโดยใช้บลูทูท  ดังรูปที่  4.35

รูปที่ 4.35 ตัวอย่างระบบแพนไร้สายโดยใช้บลูทูท

4.6  อุปกรณ์การสื่อสาร

                อุปกรณ์การสื่อสาร  (communication  devices)  ทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ส่งและรับข้อมูล  โดยมีการส่งผ่านทางสื่อกลางดังที่กล่าวมาแล้ว  สัญญาณที่ส่งออกไปอาจอยู่ในรูปแบบดิจิทัล  หรือแบบแอนะล็อก  ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารกับสื่อกลางที่ใช้ในการเชื่อมต่อ

                การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับเครือข่ายมีหลายแบบด้วยกัน  เช่น  การต่อผ่านโทรศัพท์บ้าน  การต่อผ่านเคเบิลทีวี  การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบใช้สายและไร้สาย  ซึ่งจำเป็นต้องมีอุปกรณ์สนับสนุนในการเชื่อมต่อในแต่ละแบบ  อุปกรณ์การสื่อสารประเภทต่างๆ  ที่มีใช้กันอยู่ในปัจจุบัน  เช่น

                1)  โมเด็ม  (modem)  เป็นอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นสัญญาณแอนะล็อก  และแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นดิจิทัลเพื่อให้ข้อมูลส่งผ่านทางสายโทรศัพท์ได้  โมเด็มมีหลายประเภทแบ่งตามลักษณะการใช้งานได้ดังนี้

                1.1)  โมเด็มแบบหมุนโทรศัพท์  (dial-up  modem)  เป็นโมเด็มที่ใช้ต่อเข้ากับผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตผ่านทางสายโทรศัพท์  การเชื่อมต่อใช้วิธีการหมุนโทรศัพท์ติดต่อไปยังผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต  ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลต่ำประมาณ  56  kbps  ระบบการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตผ่านโมเด็มแบบหมุนโทรศัพท์  ดังรูปที่  4.36

รูปที่ 4.36 ระบบการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตผ่านโมเด็มแบบหมุนโทรศัพท์

                1.2)  ดิจิทัลโมเด็ม  (digital modem)  เป็นโมเด็มที่ใช้รับและส่งข้อมูลผ่านสายเชื่อมสัญญาณแบบดิจิทัล  การเชื่อมต่อโมเด็มแบบนี้ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องหมุนโทรศัพท์ไปที่ผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต  โดยโมเด็มจะทำการเชื่อมต่อให้อัตโนมัติเมื่อมีการใช้งาน  สามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงตั้งแต่  128  kbps  ขึ้นไป  โดยทั่วไปจะเป็นโมเด็มที่ติดตั้งภายนอก  (external  modem)  โมเด็มแบบนี้  เช่นดีเอสแอล (Digital  Subscriber  Line:  DSL)  เป็นโมเด็มที่ได้รับความนิยมในการใช้งานในบ้าน  และสำนักงานขนาดเล็ก  โดยสามารถรับและส่งข้อมูลดิจิทัลด้วยความเร็วสูงกว่าการเชื่อมต่อผ่านโมเด็มแบบหมุนโทรศัพท์  ตัวอย่างการติดตั้งดีเอสแอลโมเด็ม  ดังรูปที่  4.37

รูปที่ 4.37 ตัวอย่างการติดตั้งดีเอสแอลโมเด็ม

         เคเบิลโมเด็ม  (cable  modem)  เป็นโมเด็มทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลดิจิทัลจาอคอมพิวเตอร์ผ่านทางสายเคเบิลทีวี  บางครั้งเรียกว่าบรอดแบนด์  (broadband  modem)  สามารถรับและส่งข้อมูลได้สูงเหมือนกับดีเอสแอลโมเด็ม  ตัวอย่างการติดตั้งเคเบิลโมเด็ม  ดังรูปที่ 4.38

รูปที่ 4.38 ตัวอย่างการติดตั้งเคเบิ้ลโมเด็ม

                2) การ์ดแลน  (Lan  card)  เป็นอุปกรณ์ที่เชื่อมระหว่างคอมพิวเตอร์กับสายตำนำสัญญาณทำให้คอมพิวเตอร์สามารถรับและส่งข้อมูลกับระบบเครือข่ายได้  ในอดีตเป็นอุปกรณ์เสริมที่ใช้ต่อเพิ่มเข้ากับเมนบอร์ดของเครื่องคอมพิวเตอร์  แต่ในปัจจุบันมักจะถูกประกอบรวมไปในเมนบอร์ด  เนื่องจากความต้องการเชื่อมต่เข้ากับเครือข่ายกลายเป็นความจำเป็นพื้นฐานของผู้ใช้คอมพิวเตอร์ไปแล้วนั่นเอง  ตัวอย่างการ์ดแลนชนิดต่างๆ  ดังรูปที่  4.39

รูปที่ 4.39 การ์ดแลนชนิดต่างๆ

              3) ฮับ  (hub)  เป็นอุปกรณ์ที่รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่งหรือเครื่องคอมพิวเตอร์  หลายๆ  เครื่องเข้าด้วยกัน  ข้อมูลที่รับส่งผ่านฮับจากเครื่องหนึ่งจะกระจายไปยังทุกสถานีที่ต่ออยู่บนฮับนั้น  ดังนั้นทุกสถานีจะรับสัญญาณข้อมูลที่กระจายมาได้ทั้งหมด  แต่จะเลือกคัดลอกเฉพาะข้อมูลที่ส่งมาถึงตนเท่ากัน  ตัวอย่างการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ด้วยฮับ  ดังรูปที่  4.40

รูปที่ 4.40 การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับฮับ

                4)  สวิตซ์  (switch)  เป็นอุปกรณ์รวมสัญญาณที่มาจากอุปกรณ์รับส่งหรือคอมพิวเตอร์หลายเครื่องเช่นเดียวกับฮับ  แต่มีข้อแตกต่างจากฮับ  กล่าวคือ  การรับส่งข้อมูลจากอุปกรณ์ตัวหนึ่ง  จะไม่กระจายไปยังทุกจุดเหมือนฮับ  ทั้งนี้เพราะสวิตซ์จะรับกลุ่มข้อมูลมาตรวจสอบก่อนว่าเป็นของคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์ใด  แล้วนำข้อมูลนั้นส่งต่อไปยังคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์เป้าหมายให้อย่างอัตโนมัติ  สวิตซ์จะลดปัญหาการชนกันของข้อมูลเพราะไม่ต้องกระจายข้อมูลไปทุกสถานีที่เชื่อมต่ออยู่กับสวิตซ์  และยังมีข้อดีในเรื่องการป้องกันการดักรับข้อมูลที่กระจายไปในเครือข่าย  ตัวอย่างการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ด้วนสวิตซ์  ดังรูปที่  4.41

รูปที่ 4.41 การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ด้วยสวิตซ์

                5)  อุปกรณ์จัดเส้นทาง  (  router )  เป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานในการเชื่อมโยงเครือข่ายหลายเครือข่ายเข้าด้วยกัน  หรือเชื่อมโยงอุปกรณ์หลายอย่างเข้าด้วยกัน  ดังนั้นจึงมีเส้นทางการเข้าออกของข้อมูลได้หลายเส้นทาง  อุปกรณ์จัดเส้นทางจะหาเส้นทางที่เหมาะสมให้  เพื่อนำส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายต่างๆ  ไปยังอุปกรณ์ปลายทางตามที่ระบุไว้  ตัวอย่างการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ด้วยอุปกรณ์จัดเส้นทาง  ดังรูปที่  4.42

รูปที่ 4.42 การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ด้วยอุปกรณ์จัดเส้นทาง

                6)  จุดเชื่อมต่อแบบไร้สาย  (wireless  access  point)  ทำหน้าที่คล้ายกับฮับของเครือข่ายแบบใช้สายเพื่อใช้สำหรับติดต่อสื่อสารระหว่างอุปกรณ์แบบไร้สาย  ซึ่งข้อมูลจะถูกส่งผ่านทางคลื่นวิทยุความถี่สูง  โดยจะต้องใช้งานร่วมกับการ์ดแลนไร้สายที่ติดตั้งอยู่กับคอมพิวเตอร์  หรืออุปกรณ์  เช่น  เครื่องพิมพ์  เป็นต้น  ตัวอย่างการใช้งานจุดเชื่อมต่อแบบไร้สาย  ดังรูปที่  4.43

รูปที่ 4.43 การใช้งานจุดเชื่อมต่อแบบไร้สาย

4.7  ตัวอย่างการติดตั้งแลนภายในบ้าน

        การติดตั้งแลนภายในบ้านอย่างง่าย  สามารถทำได้โดยเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์อย่างน้อยสองเครื่องเข้าด้วยกันโดยผ่านสวิตซ์  และทำการปรับตั้งค่าของโพลโทคอลการสื่อสารที่เกี่ยวข้อง  เช่น  ที่อยู่ไอพีของคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่อง  จะทำให้คอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารข้อมูลกันได้  และถ้าต้องการเชื่อมต่อแลนดังกล่าวเข้ากับอินเตอร์เน็ต  จะต้องทำการเชื่อมต่อสวิตซ์เข้ากับอุปกรณ์จัดเส้นทาง  จากนั้นผู้ใช้งานจะสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์จัดเส้นทางเข้ากับอินเทอร์เน็ตได้โดยขอใช้บริการจากผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ต

รูปที่ 4.44 ตัวอย่างการเชื่อมต่อระบบเครือข่ายภายในบ้านเข้ากับอินเทอร์เน็ต

รูปที่  4.44  แสดงตัวอย่างระบบเครือข่ายในบ้านที่ประกอบไปด้วยอุปกรณ์รับสัญญาณและเชื่อมต่อกับผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตแบบดีเอสแอล  ชนิดดีเอสแอลโมเด็ม (Asymmetric  Digital Subscriber line: ADSL  modem)  จากนั้นผู้ใช้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์จัดเส้นทางและสวิตซ์เพื่อขยายและเพิ่มจำนวนเครื่องคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ที่จะต่อพ่วงภายในบ้านหรือสำนักงานได้เอง  และเนื่องจากความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยีการสื่อสาร  ทำให้ในปัจจุบันได้มีการรวมเอาอุปกรณ์จัดเส้นทาง  เอดีเอสแอลโมเด็ม  สวิตซ์  และจุดเชื่อมต่อแบบไร้สายเข้าด้วยกัน  เป็นการอำนวยความสะดวกให้กับผู้ใช้

Credit:http://krukrit.kkw2.ac.th